Усовершенствованное гармоническое преобразование на основе блока поддиапазонов

Усовершенствованное гармоническое преобразование на основе блока поддиапазонов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ относится к системам кодирования исходного звукового сигнала, которые используют способ гармонического преобразования для высокочастотной реконструкции (HFR), а также к процессорам цифровых эффектов, например, эксайтерам, в которых генерирование гармонического искажения добавляет яркость в обрабатываемый сигнал, и к временным расширителям, в которых длительность сигнала увеличивается при сохранении спектрального состава.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В документе WO 98/57436 была создана концепция преобразования как способа воссоздания высокочастотной полосы из полосы звукового сигнала с менее высокой частотой. Путем использования этой концепции для кодирования звукового сигнала может быть достигнута значительная экономия битовой скорости передачи данных. В системе кодирования звукового сигнала на основе HFR сигнал с низкочастотной полосой пропускания передается в базовый кодер формы сигнала, и высокие частоты регенерируются с использованием преобразования и с чрезвычайно низкой битовой скоростью передачи данных дополнительной информации, описывающей целевую форму спектра на стороне декодера. Для низких битовых скоростей передачи данных, когда полоса пропускания базового кодированного сигнала является узкой, воссоздание высокочастотной полосы с приятными для восприятия характеристиками приобретает все более возрастающую важность. Гармоническое преобразование, определяемое в документе WO 98/57436, хорошо выполняется для сложного музыкального материала в ситуации с низкой частотой перехода. Документ WO 98/57436 ссылкой включается в настоящее описание. Принцип гармонического преобразования заключается в том, что синусоида с частотой отображается в синусоиду с частотой , где – целое число, определяющее порядок преобразования. В отличие от этого, HFR на основе модуляции с одной боковой полосой (SSB) отображает синусоиду с частотой в синусоиду с частотой , где – фиксированный сдвиг частоты. Для данного сигнала с низкочастотной полосой пропускания в результате SSB-преобразования, как правило, появляется артефакт диссонирующего «звона». По причине указанных артефактов HFR на основе гармонического преобразования, в общем, более предпочтительно, чем HFR на основе SSB.

Для того чтобы добиться улучшенного качества звукового сигнала, способы HFR на основе высококачественного гармонического преобразования, как правило, используют для достижения требуемого качества звукового сигнала сложные блоки комплексных модулированных фильтров с высокой разрешающей способностью по частоте и высокой степенью передискретизации. Высокая разрешающая способность по частоте обычно используется во избежание нежелательного интермодуляционного искажения, возникающего при нелинейной обработке или обработке различных сигналов поддиапазонов, которые могут рассматриваться как суммы ряда синусоид. Для достаточно узких поддиапазонов, т.е. при достаточно высокой разрешающей способности по частоте, способы HFR на основе высококачественного гармонического преобразования стремятся к тому, чтобы в каждом поддиапазоне содержалось не более одной синусоиды. В результате можно избежать интермодуляционного искажения, вызванного нелинейной обработкой. С другой стороны, высокая степень передискретизации по времени может быть полезной для того, чтобы избежать искажения, обусловленного наложением спектров, которое может быть вызвано блоками фильтров и нелинейной обработкой. Кроме того, определенная степень передискретизации по частоте может быть необходима для кратковременных непериодических сигналов во избежание опережающего эха, вызванного нелинейной обработкой сигналов поддиапазонов.

Кроме того, способы HFR на основе гармонического преобразования, в общем, используют обработку на основе двух групп блоков фильтров. Первая часть HFR на основе гармонического преобразования, как правило, использует для генерирования высокочастотной составляющей сигнала из низкочастотной составляющей сигнала блок анализирующих/синтезирующих фильтров с высокой разрешающей способностью по частоте и по времени и/или частотной передискретизацией. Вторая часть HFR на основе гармонического преобразования, как правило, использует блок фильтров с относительно низкой разрешающей способностью по частоте, например блок QMF-фильтров, который используется для применения дополнительной спектральной информации или информации HFR к высокочастотной составляющей, т.е. для выполнения т.н. HFR-обработки, с целью генерирования высокочастотной составляющей, обладающей требуемой формой спектра. Вторая часть блоков фильтров также используется для объединения низкочастотной составляющей сигнала с модифицированной высокочастотной составляющей сигнала с целью создания декодированного звукового сигнала.

В результате использования последовательности из двух групп блоков фильтров и использования блоков анализирующих/синтезирующих фильтров с высокой разрешающей способностью по частоте и по времени и/или частотной передискретизацией, вычислительная сложность HFR на основе гармонического преобразования может быть относительно высокой. Соответственно, существует потребность в обеспечении способов HFR на основе гармонического преобразования сниженной вычислительной сложностью, которая, в то же время, обеспечивала бы хорошее качество звукового сигнала для различных типов звуковых сигналов (например, для коротких непериодических и стационарных звуковых сигналов).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одной из особенностей, т.н. гармоническое преобразование на основе блока поддиапазонов может использоваться для подавления комбинационных составляющих, вызванных нелинейной обработкой сигналов поддиапазонов, т.е. комбинационные составляющие в поддиапазонах могут быть подавлены или снижены путем выполнения нелинейной обработки на блочной основе сигналов поддиапазонов гармонического преобразователя. В результате может применяться гармоническое преобразование, которое использует блок анализирующих/синтезирующих фильтров с относительно низкой разрешающей способностью по частоте и/или с относительно низкой степенью передискретизации. Например, может применяться блок QMF-фильтров.

Нелинейная обработка на блочной основе системы гармонического преобразования на основе блока поддиапазонов включает обработку временнόго блока комплексных дискретных значений поддиапазонов. Обработка блока комплексных дискретных значений поддиапазонов может включать общеизвестную модификацию фазы комплексных дискретных значений поддиапазонов и суперпозицию нескольких модифицированных дискретных значений для формирования выходного дискретного значения поддиапазона. Такая обработка на блочной основе дает результирующий эффект подавления или снижения комбинационных составляющих, которые в противном случае возникали бы в случае входных сигналов поддиапазонов, включающих несколько синусоид.

Ввиду того, что для гармонического преобразования на основе блока поддиапазонов могут использоваться блоки анализирующих/синтезирующих фильтров с относительно низкой разрешающей способностью по частоте, а также ввиду того, что может требоваться менее высокая степень передискретизации, гармоническое преобразование, базирующееся на обработке поддиапазонов на блочной основе, может обладать менее высокой вычислительной сложностью по сравнению с высококачественными гармоническими преобразователями, т.е. с гармоническими преобразователями, имеющими высокую разрешающую способность по частоте и использующими обработку на основе дискретного значения. В то же время, экспериментально было показано, что для многих типов звуковых сигналов качество звукового сигнала, которого можно добиться, используя гармоническое преобразование на основе блока поддиапазонов, является почти таким же, как и при использовании гармонического преобразования на основе дискретного значения. Тем не менее, наблюдалось, что качество звукового сигнала, полученного для кратковременных непериодических звуковых сигналов, в общем, снижается по сравнению с качеством звукового сигнала, которое может быть достигнуто высококачественными гармоническими преобразователями, т.е. гармоническими преобразователями, использующими высокую разрешающую способность по частоте. Было установлено, что пониженное качество для кратковременных непериодических сигналов может быть связано с размыванием времени, вызванным обработкой блоков.

В дополнение к поднятым выше вопросам качества, сложность гармонического преобразования на основе блоков поддиапазонов по-прежнему остается более высокой, чем сложность простейших способов HFR на основе SSB. Это так, поскольку для синтеза требуемой полосы пропускания обычно требуется несколько сигналов с различными порядками преобразования. Как правило, каждый порядок преобразования гармонического преобразования на блочной основе требует отличающейся структуры блоков анализирующих и синтезирующих фильтров.

Ввиду проведенного выше анализа, существует особенная необходимость в улучшении качества гармонического преобразования на основе блока поддиапазонов для кратковременных непериодических и голосовых сигналов при условии сохранения качества стационарных сигналов. Как будет описываться ниже, улучшение качества может быть достигнуто путем фиксированной, или адаптирующейся к сигналу, модификации нелинейной обработки блоков. Кроме того, существует потребность в дополнительном снижении сложности гармонического преобразования на основе блока поддиапазонов. Как будет описываться ниже, снижение вычислительной сложности может быть достигнуто путем эффективной реализации преобразования нескольких порядков на основе блока поддиапазонов в рамках единственной пары блоков анализирующих и синтезирующих фильтров. В результате для гармонического преобразования нескольких порядков может использоваться один блок анализирующих/синтезирующих фильтров, например, блок QMF-фильтров. Кроме того, для гармонического преобразования (т.е. для первой части HFR на основе гармонического преобразования) и для HFR-обработки (т.е. для второй части HFR на основе гармонического преобразования) может применяться одна и та же пара блоков анализирующих/синтезирующих фильтров, и, таким образом, полная HFR на основе гармонического преобразования может возлагаться на один единственный блок анализирующих/синтезирующих фильтров. Иными словами, на стороне ввода для генерирования ряда сигналов анализируемых поддиапазонов, которые затем поддаются обработке посредством гармонического преобразования и HFR-обработке, может использоваться лишь один единственный блок анализирующих фильтров. В конечном итоге, для генерирования декодированного сигнала на стороне вывода может использоваться лишь один единственный блок синтезирующих фильтров.

Согласно одной из особенностей, описывается система, сконфигурированная для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из входного сигнала. Система может включать блок анализирующих фильтров, сконфигурированный для создания сигнала анализируемого поддиапазона из входного сигнала. Анализируемый поддиапазон может быть связан с одной из частотных полос входного сигнала. Сигнал анализируемого поддиапазона может включать ряд комплекснозначных анализируемых дискретных значений, каждое из которых имеет фазу и амплитуду. Блок анализирующих фильтров может представлять собой блок квадратурных зеркальных фильтров, оконное дискретное преобразование Фурье или вейвлетное преобразование. В частности, блок анализирующих фильтров может представлять собой 64-точечный блок квадратурных зеркальных фильтров. Таким образом, блок анализирующих фильтров может иметь низкую разрешающую способность по частоте.

Блок анализирующих фильтров может применять к входному сигналу шаг анализа по времени, и/или блок анализирующих фильтров может иметь разнос анализируемых частот так, чтобы полоса частот, связанная с сигналом анализируемого поддиапазона имела номинальную ширину , и/или блок анализирующих фильтров мог содержать количество N анализируемых поддиапазонов, N>1, где n – индекс анализируемого поддиапазона, . Следует отметить, что из-за наложения смежных частотных полос фактическая спектральная ширина анализируемого поддиапазона может быть больше . Однако разнос частот между смежными анализируемыми поддиапазонами, как правило, имеет вид разноса анализируемых частот.

Система может включать модуль обработки поддиапазонов, сконфигурированный для определения сигнала синтезируемого поддиапазона из сигнала анализируемого поддиапазона с использованием коэффициента преобразования поддиапазона и коэффициента S растягивания поддиапазона. По меньшей мере, один из коэффициентов, Q или S, может быть больше единицы. Модуль обработки поддиапазонов может включать экстрактор блоков, сконфигурированный для извлечения кадра, состоящего из L входных дискретных значений, из ряда комплекснозначных анализируемых дискретных значений. Длина L кадра может быть больше единицы, однако, в некоторых вариантах осуществления изобретения длина L кадра может быть равна единице. В альтернативном варианте или в дополнение, экстрактор блоков может быть сконфигурирован для применения величины скачка блока из р дискретных значений к ряду анализируемых дискретных значений перед извлечением следующего кадра, состоящего из L входных дискретных значений. В результате многократного применения величины скачка блока к ряду анализируемых дискретных значений может генерироваться набор кадров, состоящих из входных дискретных значений.

Следует отметить, что длина L кадра и/или величина скачка блока р могут представлять собой произвольно выбранные числа и необязательно являются целыми числами. В этом или других случаях, экстрактор блоков может конфигурироваться для интерполяции двух или большего количества анализируемых дискретных значений для получения входного дискретного значения кадра, состоящего из L входных дискретных значений. Например, если длина кадра и/или величина скачка блока являются дробными числами, входное дискретное значение кадра, состоящего из входных дискретных значений, может быть получено путем интерполяции двух или большего количества смежных анализируемых дискретных значений.

В альтернативном варианте или в дополнение, экстрактор блоков может конфигурироваться для понижающей дискретизации ряда анализируемых дискретных значений для получения входного дискретного значения кадра, состоящего из L входных дискретных значений. В частности, экстрактор блоков может конфигурироваться для понижающей дискретизации ряда анализируемых дискретных значений с коэффициентом Q преобразования поддиапазона. Таким образом, экстрактор блоков может вносить вклад в гармоническое преобразование и/или растягивание во времени путем выполнения операции понижающей дискретизации.

Система, и, в частности, модуль обработки поддиапазонов, может включать модуль нелинейной обработки кадров, сконфигурированный для определения кадра, состоящего из обрабатываемых дискретных значений, на основе кадра, состоящего из входных дискретных значений. Определение может повторяться для набора кадров, состоящих из входных дискретных значений, и, таким образом, генерируется набор кадров, состоящих из обрабатываемых дискретных значений. Определение может выполняться путем определения для каждого обрабатываемого дискретного значения кадра фазы обрабатываемого дискретного значения – путем сдвига фазы соответствующего входного дискретного значения. В частности, блок нелинейной обработки кадров может конфигурироваться для определения фазы обрабатываемого дискретного значения путем сдвига фазы соответствующего входного дискретного значения на величину сдвига фазы, которая основывается на предварительно определяемом входном дискретном значении из кадра, состоящего из входных дискретных значений, коэффициенте Q преобразования и коэффициенте S растягивания поддиапазона. Величина сдвига фазы может основываться на предварительно определяемом входном дискретном значении, умноженном на . В частности, величина сдвига фазы может задаваться предварительно определяемым входным дискретным значением, умноженным на , плюс параметр коррекции фазы. Параметр коррекции фазы может определяться экспериментально для ряда входных сигналов, имеющих конкретные акустические свойства.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предварительно определяемое входное дискретное значение одинаково для каждого обрабатываемого дискретного значения кадра. В частности, предварительно определяемым входным дискретным значением может являться центральное дискретное значение кадра, состоящего из входных дискретных значений.

В альтернативном варианте или в дополнение, определение может выполняться путем определения для каждого обрабатываемого дискретного значения кадра амплитуды обрабатываемого дискретного значения на основе амплитуды соответствующего входного дискретного значения и амплитуды предварительно определяемого входного дискретного значения. В частности, блок нелинейной обработки кадров может конфигурироваться для определения амплитуды обрабатываемого дискретного значения как среднего значения амплитуды соответствующего входного дискретного значения и амплитуды предварительно определяемого входного дискретного значения. Амплитуда обрабатываемого дискретного значения может определяться как геометрическое среднее значение амплитуды соответствующего входного дискретного значения и амплитуды предварительно определяемого входного дискретного значения. Конкретнее, геометрическое среднее значение может определяться как амплитуда соответствующего входного дискретного значения, возведенная в степень , умноженная на амплитуду предварительно определяемого входного дискретного значения, возведенную в степень . Как правило, параметром геометрического взвешивания амплитуды является . Кроме того, параметр геометрического взвешивания амплитуды может являться функцией коэффициента Q преобразования поддиапазона и коэффициента S растягивания поддиапазона. В частности, параметром геометрического взвешивания амплитуды может являться , что в результате приводит к снижению вычислительной сложности.

Следует отметить, что предварительно определяемое входное дискретное значение, используемое для определения амплитуды обрабатываемого дискретного значения, может отличаться от предварительно определяемого входного дискретного значения, используемого для определения фазы обрабатываемого дискретного значения. Однако в предпочтительном варианте осуществления изобретения оба предварительно определяемых входных дискретных значения одинаковы.

В целом, модуль нелинейной обработки кадров может использоваться в системе для управления степенью гармонического преобразования и/или растягивания во времени. Можно показать, что в результате определения амплитуды обрабатываемого дискретного значения из амплитуды соответствующего входного дискретного значения и амплитуды предварительно определяемого входного дискретного значения, может быть улучшена эффективность системы в отношении кратковременных непериодических и/или голосовых сигналов.

Система, и, в частности модуль нелинейной обработки поддиапазонов, может включать модуль наложения и сложения, сконфигурированный для определения сигнала синтезируемого поддиапазона путем наложения и сложения дискретных значений из набора кадров обрабатываемых дискретных значений. Блок наложения и сложения может применять величину скачка к последовательным кадрам обрабатываемых дискретных значений. Указанная величина скачка может быть равна величине р скачка блока, умноженной на коэффициент S растягивания поддиапазона. Таким образом, модуль наложения и сложения может использоваться в системе для управления степенью растягивания во времени и/или гармонического преобразования.

Система, и, в частности, модуль обработки поддиапазонов, может включать модуль обработки методом окна, расположенный в восходящем направлении относительно модуля наложения и сложения. Модуль обработки методом окна может конфигурироваться для применения оконной функции к кадру, состоящему из обрабатываемых дискретных значений. Таким образом, оконная функция может применяться к набору кадров, состоящих из обрабатываемых дискретных значений, перед операцией наложения и сложения. Оконная функция может иметь длину, которая соответствует длине L кадра. Оконная функция может представлять собой окно Гаусса, косинусное окно, окно вида приподнятый косинус, окно Хэмминга, окно Ханна, прямоугольное окно, окно Бартлетта и/или окно Блекмана. Как правило, оконная функция включает ряд дискретных значений оконной функции, и наложенные и сложенные дискретные значения оконной функции из ряда оконных функций, сдвинутых на величину скачка, могут предусматривать набор дискретных значений, имеющих, в значительной мере, постоянную величину К.

Система может включать блок синтезирующих фильтров, сконфигурированный для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из сигнала синтезируемого поддиапазона. Синтезируемый поддиапазон может быть связан с полосой частот растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала. Блок синтезирующих фильтров может представлять собой соответствующий блок фильтров, или преобразование, обратное блоку фильтров, или преобразованию, блока анализирующих фильтров. В частности, блок синтезирующих фильтров может представлять собой 64-точечный блок обратных квадратурных зеркальных фильтров. В одном из вариантов осуществления изобретения блок синтезирующих фильтров применяет к сигналу синтезируемого поддиапазона шаг синтеза по времени, и/или блок синтезирующих фильтров имеет разнос синтезируемых частот, и/или блок синтезирующих фильтров содержит количество М синтезируемых поддиапазонов, , где m – индекс синтезируемого поддиапазона, .

Следует отметить, что, как правило, блок анализирующих фильтров конфигурируется для генерирования ряда сигналов анализируемых поддиапазонов; модуль обработки поддиапазонов конфигурируется для определения ряда сигналов синтезируемых поддиапазонов из ряда сигналов анализируемых поддиапазонов; и блок синтезирующих фильтров конфигурируется для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из ряда сигналов синтезируемых поддиапазонов.

В одном из вариантов осуществления изобретения система может конфигурироваться для генерирования сигнала, который является растянутым во времени с коэффициентом физического растягивания во времени и/или преобразованным по частоте с коэффициентом физического преобразования по частоте. В этом случае коэффициент растягивания поддиапазона может иметь вид , коэффициент преобразования поддиапазона может иметь вид ; и/или индекс n анализируемого поддиапазона, связанный с сигналом анализируемого поддиапазона, и индекс m синтезируемого поддиапазона, связанный с сигналом синтезируемого поддиапазона, могут быть связаны соотношением . Если выражение не является целым числом, n может выбираться как ближайшее, т.е. ближайшее меньшее или большее, целое число к члену .

Система может включать модуль приема управляющих данных, сконфигурированный для приема управляющих данных, отражающих мгновенные акустические свойства входного сигнала. Указанные мгновенные акустически свойства могут, например, отражаться классификацией входного сигнала по различным классам акустических свойств. Указанные классы могут включать класс переходных свойств для кратковременного непериодического сигнала, и/или класс стационарных свойств – для стационарного сигнала. Система может включать классификатор сигналов или может принимать управляющие данные из классификатора сигналов. Классификатор сигналов может конфигурироваться для анализа мгновенных акустических свойств входного сигнала и/или конфигурироваться для задания управляющих данных, отражающих мгновенные акустические свойства.

Модуль обработки поддиапазонов может конфигурироваться для определения сигнала синтезируемого поддиапазона с учетом управляющих данных. В частности, экстрактор блоков может конфигурироваться для задания длины L кадра в соответствии с управляющими данными. В одном из вариантов осуществления изобретения малая длина L кадра устанавливается, если управляющие данные отражают кратковременный непериодический сигнал; и/или большая длина L кадра устанавливается, если управляющие данные отражают стационарный сигнал. Иными словами, длина L кадра может уменьшаться для коротких непериодических частей сигнала по сравнению с длиной L кадра, используемой для стационарных частей сигнала. Таким образом, в модуле обработки поддиапазонов могут учитываться мгновенные акустические свойства входного сигнала. В результате может быть увеличена эффективность системы в отношении коротких непериодических и/или голосовых сигналов.

Как описывалось выше, блок анализирующих фильтров, как правило, конфигурируется для создания ряда сигналов анализируемых поддиапазонов. В частности, блок анализирующих фильтров может конфигурироваться для создания второго сигнала анализируемого поддиапазона из входного сигнала. Указанный второй сигнал анализируемого поддиапазона, как правило, связан с иной частотной полосой входного сигнала, чем сигнал анализируемого поддиапазона. Сигнал второго анализируемого поддиапазона может включать ряд комплекснозначных вторых анализируемых дискретных значений.

Модуль обработки поддиапазонов может включать второй экстрактор блоков, сконфигурированный для извлечения набора вторых входных дискретных значений путем применения величины р скачка блока к ряду вторых анализируемых дискретных значений, т.е. в одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения второй экстрактор блоков применяет длину L=1 кадра. Как правило, каждое второе входное дискретное значение соответствует кадру, состоящему из входных дискретных значений. Это соответствие может относиться к особенностям распределения во времени и/или дискретизации. В частности, второе входное дискретное значение и соответствующий кадр, состоящий из входных дискретных значений, могут относиться к одним и тем же моментам времени входного сигнала.

Модуль обработки поддиапазонов может включать второй модуль нелинейной обработки кадров, сконфигурированный для определения кадра, состоящего из вторых обрабатываемых дискретных значений, из кадра, состоящего из входных дискретных значений, и соответствующего второго входного дискретного значения. Определение кадра, состоящего из вторых обрабатываемых дискретных значений, может выполняться путем определения для каждого второго обрабатываемого дискретного значения кадра фазы второго обрабатываемого дискретного значения путем сдвига фазы соответствующего входного дискретного значения на величину сдвига фазы, которая основывается на соответствующем втором входном дискретном значении, коэффициенте Q преобразования и коэффициенте S растягивания поддиапазона. В частности, сдвиг фазы может выполняться так, как это описывается в настоящем документе, где второе обрабатываемое дискретное значение берется вместо предварительно определяемого входного дискретного значения. Кроме того, определение кадра, состоящего из вторых обрабатываемых дискретных значений, может выполняться путем определения для каждого второго обрабатываемого дискретного значения кадра амплитуды второго обрабатываемого дискретного значения на основе амплитуды соответствующего входного дискретного значения и амплитуды соответствующего второго входного дискретного значения. В частности, амплитуда может определяться так, как это описывается в настоящем документе, где второе обрабатываемое дискретное значение берется вместо предварительно определяемого входного дискретного значения.

Таким образом, для извлечения кадра, или набора кадров, состоящих из обрабатываемых дискретных значений, из кадров, взятых из двух различных сигналов анализируемых поддиапазонов, может использоваться второй модуль нелинейной обработки кадров. Иными словами, отдельный сигнал синтезируемого поддиапазона может быть выведен из двух или большего количества различных сигналов анализируемых поддиапазонов. Как описывается в настоящем документе, это может быть полезно в случае, когда для ряда порядков гармонического преобразования и/или степеней растягивания во времени используется единственная пара блоков анализирующих и синтезирующих фильтров.

С целью определения одного или двух анализируемых поддиапазонов, которые должны вносить вклад в синтезируемый поддиапазон с индексом m, можно учесть соотношение между разрешающей способности по частоте для блоков анализирующих и синтезирующих фильтров. В частности, можно оговорить, что если член является целым числом n, то сигнал синтезируемого поддиапазона может определяться на основе кадра, состоящего из обрабатываемых дискретных значений, т.е. сигнал синтезируемого поддиапазона может определяться из единичного сигнала анализируемого поддиапазона, соответствующего целочисленному индексу n. В альтернативном варианте или в дополнение, можно оговорить, что если член не является целым числом, где n является ближайшим целым числом, то сигнал синтезируемого поддиапазона может определяться на основе кадра, состоящего из вторых обрабатываемых дискретных значений, т.е. сигнал синтезируемого поддиапазона может определяться из двух сигналов анализируемых поддиапазонов, соответствующих ближайшему целочисленному значению индекса n и смежному целочисленному значению индекса. В частности, сигнал второго анализируемого поддиапазона может соответствовать индексу анализируемого поддиапазона n+1 или n–1.

Согласно следующей особенности, описана система, сконфигурированная для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из входного сигнала. Эта система особо адаптирована для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала под действием управляющего сигнала и, таким образом, для учета мгновенных акустических свойств входного сигнала. Это может особенно хорошо подходить для улучшения переходной характеристики системы.

Система может включать модуль приема управляющих данных, сконфигурированный для приема управляющих данных, отражающих мгновенные акустические свойства входного сигнала. Кроме того, система может включать блок анализирующих фильтров, сконфигурированный для создания сигнала анализируемого поддиапазона из входного сигнала; где сигнал анализируемого поддиапазона включает ряд комплекснозначных анализируемых дискретных значений, каждое из которых имеет фазу и амплитуду. Кроме того, система может включать модуль обработки поддиапазонов, сконфигурированный для определения сигнала синтезируемого поддиапазона из сигнала анализируемого поддиапазона с использованием коэффициента Q преобразования поддиапазона, коэффициента S растягивания поддиапазона и управляющих данных. Как правило, по меньшей мере, один из коэффициентов, Q или S, больше единицы.

Модуль обработки поддиапазонов может включать экстрактор блоков, сконфигурированный для извлечения кадра, содержащего L входных дискретных значений, из ряда комплекснозначных анализируемых дискретных значений. Длина L кадра может быть больше единицы. Кроме того, экстрактор блоков может конфигурироваться для задания длины L кадра в соответствии с управляющими данными. Экстрактор блоков также может конфигурироваться для применения величины скачка блока из р дискретных значений к ряду анализируемых дискретных значений перед извлечением следующего кадра, состоящего из L входных дискретных значений; таким образом, генерируется набор кадров, состоящих входных дискретных значений.

Как описано выше, модуль обработки поддиапазонов может включать модуль нелинейной обработки кадров, сконфигурированный для определения кадра, состоящего из обрабатываемых дискретных значений, из кадра, состоящего из входных дискретных значений. Это может выполняться путем определения для каждого обрабатываемого дискретного значения кадра фазы обрабатываемого дискретного значения путем сдвига фазы соответствующего входного дискретного значения; и путем определения для каждого обрабатываемого дискретного значения кадра амплитуды обрабатываемого дискретного значения на основе амплитуды соответствующего входного дискретного значения.

Кроме того, как описывалось выше, система может включать модуль наложения и сложения, сконфигурированный для определения сигнала синтезируемого поддиапазона путем наложения и сложения дискретных значений из набора кадров, состоящих из обрабатываемых дискретных значений; и блок синтезирующих фильтров, сконфигурированный для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из сигнала синтезируемого поддиапазона.

Согласно другой особенности, описана система, сконфигурированная для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из входного сигнала. Система может быть особенно хорошо адаптированной для выполнения ряда операций растягивания во времени и/или преобразования по частоте в единственной паре блоков анализирующих и синтезирующих фильтров. Система может включать блок анализирующих фильтров, сконфигурированный для создания первого и второго сигналов анализируемых поддиапазонов из входного сигнала, где каждый из сигналов поддиапазонов, первого и второго, включает ряд комплекснозначных анализируемых дискретных значений, именуемых, соответственно, пе